恭喜电子科技大学;喀什地区电子信息产业技术研究院岳鲜获国家专利权
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龙图腾网恭喜电子科技大学;喀什地区电子信息产业技术研究院申请的专利一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法、系统、存储介质及终端获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116665810B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310633807.8,技术领域涉及:G16C20/70;该发明授权一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法、系统、存储介质及终端是由岳鲜;杨世璐;严天沛;朱钦圣;李晓瑜;杨舜坤设计研发完成,并于2023-05-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法、系统、存储介质及终端在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法、系统、存储介质及终端,属于药物分析领域,将目标产物的结构信息和化学属性表示为分子无向图的形式;对每个图节点和连接边使用one‑hot编码的方式映射为唯一的向量;再对分子图节点及连接边信息数据进行量子编码;基于编码后的量子图构建量子图卷积神经网络,输出预测反应中心的位置,得到合成子图;采用图卷积策略网络遍历所述合成子图,识别需要替换或新增的原子并映射到一个动作向量中,解码该动作向量得到反应物的表示。本发明实现从产物图到反应物图的翻译过程,保证最终反应物的可用性,解决目前分子逆向合成任务中计算难度大以及合成路线预测结果不理想的问题,为未来药物研发提供技术参考。
本发明授权一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法、系统、存储介质及终端在权利要求书中公布了:1.一种基于量子图卷积的分子逆向合成方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将目标产物的结构信息和化学属性表示为分子无向图的形式,其中,目标产物的原子作为图节点,原子间的化学键作为连接边;S2、对每个图节点和连接边使用one-hot编码的方式映射为唯一的向量;再对分子图节点及连接边信息数据进行量子编码,将其转换为相应的量子图;S3、基于编码后的量子图构建量子图卷积神经网络,输出预测反应中心的位置,断开所述反应中心所在的化学键进而分离得到合成子图;所述步骤S3具体包括:S31、将Hadamard门和相位旋转门操作应用于输入的量子电路,实现对编码后的量子态进行卷积运算,从而提取量子图的特征并更新状态实现信息传递;S32、将量子图卷积输出的每个张量进行求和,通过CNOT门来控制每个张量的求和结果是否保留,利用SWAP门来将所有保留的张量组合起来,进而得到池化结果;S33、将量子池化层的输出展平为向量,通过量子神经网络层进行信息处理,输出反应中心的预测结果;所述通过量子神经网络层进行信息处理,输出反应中心的预测结果,包括:量子图卷积神经网络输出反应中心概率分布向量,选择得分最高的反应中心概率分布向量的边作为反应中心;S4、采用图卷积策略网络遍历所述合成子图,识别需要替换或新增的原子并映射到一个动作向量中,解码该动作向量得到反应物的表示;所述图卷积策略网络由图卷积神经网络和策略网络组合形成,所述策略网络是一个基于LSTM的循环神经网络;图卷积神经网络根据输入的合成子图实现对节点和边的特征提取,并生成节点和边的特征向量即嵌入向量;策略网络根据合成子图的嵌入向量生成一个动作向量用于更新合成子图,将更新后的合成子图转换成反应物;S5、将步骤S4中生成的反应物作为步骤S1中的目标产物,重复步骤S1-S4,不断更新反应物,直到合成子图被转换成最终反应物。
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